CN219017878U - 绝缘带、凝胶卷、二次电池、电池模块、电池组及汽车 - Google Patents

绝缘带、凝胶卷、二次电池、电池模块、电池组及汽车 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供绝缘带、凝胶卷、二次电池、电池模块、电池组及汽车，上述凝胶卷包括：电极组件，其具有由第一电极、分离膜以及第二电极层叠并卷取而成的结构；以及绝缘带，其设为覆盖上述电极组件的侧面中的至少一部分和上述电极组件的端部的至少一部分，其中，上述绝缘带具有形成于覆盖上述电极组件的端部的至少一部分的区域的至少一个切除图案。

Description

绝缘带、凝胶卷、二次电池、电池模块、电池组及汽车
技术领域
本申请主张2021年11月19日提交到韩国专利厅的韩国专利申请第10-2021-0160779号申请日的权益，并且主张2022年11月18日提交到韩国专利厅的韩国专利申请第10-2022-0155396号以及2022年11月18日提交到韩国专利厅的国际申请第PCT/KR2022/018310号申请日的权益，对应的韩国专利申请以及国际申请的文献中公开的所有内容包含在本说明书中。
本实用新型涉及绝缘带、凝胶卷(JELLY ROLL)、二次电池、电池模块、电池组及汽车。
背景技术
除了便携式设备之外，基于产品组的适用方便性高且具有高能量密度等电特性的二次电池还广泛应用于通过电气驱动源驱动的电动汽车(EV，Electric Vehicle)或者混合动力汽车(HEV，Hybrid Electric Vehicle)等。
这种二次电池不仅具有能够大幅度减少化石燃料的使用的首要的优点，还具有完全不会随着使用能源而产生副产物的优点，因此作为环保及提高能源效率的新能源备受瞩目。
目前广泛使用的二次电池的种类有锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。这种单位二次电池单元、即单位电池单元的工作电压约为2.5V～4.5V。因此，在需要更高的输出电压的情况下，将多个电池单元串联起来组成电池组。并且，根据电池组所需的充放电容量，有时将多数电池单元并联连接，组成电池组。因此，根据所需的输出电压以及/或者充放电容量，可以将上述电池组中所包含的电池单元的数量以及电连接方式设计成多种方式。
实用新型内容
要解决的技术问题
本实用新型提供能够实现高能量密度的凝胶卷以及二次电池。
本实用新型的又一个目的在于提供用于实现如上所述的凝胶卷的绝缘带。
解决技术问题的手段
本实用新型的一实施方式提供凝胶卷，其包括：电极组件，其具有由第一电极、分离膜以及第二电极层叠并卷取而成的结构；以及绝缘带，其设为覆盖上述电极组件的侧面中的至少一部分和上述电极组件的端部的至少一部分，其中，上述绝缘带具有至少一个切除图案，所述至少一个切除图案形成于覆盖上述电极组件的端部的至少一部分的区域。
本实用新型的又一个实施方式提供绝缘带，其用于以覆盖电极组件的侧面中的至少一部分以及电极组件的端部的至少一部分的方式粘贴，该电极组件具有由第一电极、分离膜以及第二电极层叠并卷取而成的结构，在至少一个边缘部具有至少一个切除图案。
本实用新型的又一个实施方式提供包括根据上述的实施方式的凝胶卷的二次电池。
实用新型效果
在使用现有的绝缘带覆盖电极组件的侧面和端部的情况下，在垂直于电极组件卷取轴的端部出现绝缘带重叠的部分，由此出现高低差异，位于电极组件端部侧的多个部件之间不可避免地出现翘起现象。在出现翘起现象的情况下，电极极耳部与电极端子部的电连接有可能出现问题。
根据本实用新型的多个实施方式，将在电极组件端部中绝缘带重叠的区域最小化或者优选地消除重叠的区域，从而能够防止设在上述电极组件端部侧的其它部件、如追加的绝缘部件或者集电板与电极组件端部之间出现空间的翘起问题。由此，能够防止上述电极极耳部与电极端子部的电连接不良。并且，在为了将上述电极极耳部直接电连接于电极端子部或者通过集电板电连接而进行焊接的情况下，能够防止出现焊接不良。
如上所述，通过解决电极组件端部中的翘起问题，从而将包括在电极组件中的电极的极耳结构形成为在集电体上未涂覆电极活性物质的无涂层部，能够增加施加于电池的电流。由此，能够加大电池尺寸，可以实现高能量密度，降低费用。
附图说明
图1a是示出在电极组件的端部粘贴了绝缘带的情况的示意图。
图1b是示出在电极组件的端部粘贴了具有切除图案的绝缘带的情况的示意图。
图2a是示出在电极组件的侧面粘贴了不具有切除图案的绝缘带的情况的示意图。
图2b是示出在电极组件的侧面粘贴了具有切除图案的绝缘带的情况的示意图。
图3a是示出在粘贴了不具有切除图案的绝缘带的情况下，在电极组件上表面设置额外的绝缘部件时是否发生翘起现象的示意图。
图3b是示出在粘贴了具有切除图案的绝缘带的情况下，在电极组件上表面设置额外的绝缘部件时是否发生翘起现象的示意图。
图4a和图4b是示出根据本实用新型一实施例的绝缘带的切除图案形状以及粘贴绝缘带后的状态的图。
图5是示出根据本实用新型一实施例的二次电池的简要构成的图。
图6是图5的二次电池的纵截面图。
图7a是示出作为根据本实用新型一实施例的二次电池的简要构成的纵截面图、包括
Figure BDA0003952604690000031
字形绝缘部件时的图。
图7b是示出作为根据本实用新型一实施例的二次电池的简要构成的纵截面图、包括一字形绝缘部件时的图。
图8是示出图5的二次电池所包含的电极组件的简要构成的图。
图9是示出根据本实用新型另一实施例的电极组件的简要构成的图。
图10是为了计算绝缘带覆盖电极组件端部的面积而示出电极组件的端部的图。
图11是示出实施例1的翘起确认结果的示意图。
图12是示出对比例1的翘起确认结果的示意图。
图13是示出对比例3的翘起确认结果的示意图。
图14是示出了对比实施例1、2以及对比例1至3的AC电阻测量值的曲线图。
图15是示出包括图6的二次电池的电池组的简要构成的图。
图16是示出包括图15的电池组的汽车的简要构成的图。
标记说明
1：二次电池
2：电池组外壳
3：电池组
5：汽车
10：电极组件
10'：凝胶卷
C：卷芯部
Cd：卷芯部直径
11：第一电极
11a：无涂层部
11b：有涂层部
12：第二电极
12a：无涂层部
12b：有涂层部
13：分离膜
20：电池罐
21：卷边部
22：压接部
30：密封件
40：电极端子
45：贯通孔
50：第一集电板
60：绝缘部件
70：垫片
80：第二集电板
90：封闭垫片
100：绝缘带
100'：绝缘带翘起部位
110：绝缘带中覆盖电极组件侧面的部分
120：绝缘带中覆盖电极组件端部的部分
120d：绝缘带中覆盖电极组件端部的部分的长度
130：切除图案的形状
140：标志形状
D：垂直于电极组件卷取轴的端部的直径
具体实施方式
对于本说明书以及权利要求书中使用的术语和单词不应该限定在通常的含义或者词典中的含义中解释，鉴于为了以最佳的方法说明自身的实用新型，实用新型人可以适当地定义术语概念的原则，应该解释为符合本实用新型技术思想的含义以及概念。
在整个本说明书中，当记载为某一个部分“包括”某一个构成元素时，在没有特别相反记载的情况下，表示还可以包括其它的构成元素，而不是排除其它的构成元素。
并且，说明书中记载的术语“～部”、“～装置”等表示处理至少一个功能或动作的单位。下面，参照附图对本实用新型的多个实施例进行说明。
本实用新型的一实施方式提供凝胶卷，其包括：电极组件，具有由第一电极、分离膜以及第二电极层叠并卷取而成的结构；以及绝缘带，其设为覆盖上述电极组件的侧面中的至少一部分和上述电极组件的端部的至少一部分，其中，上述绝缘带具有形成于覆盖上述电极组件的端部的至少一部分的区域的至少一个切除图案。
上述绝缘带的切除图案表示从绝缘带边缘切割后形成槽部的图案。
上述电极组件的端部是指电极组件在卷取轴的垂直方向上的端部，电极组件的侧面是指电极组件的外表面中与卷取轴平行的面。通过上述绝缘带的切除图案，能够将在覆盖上述电极组件端部的至少一部分的区域中绝缘带彼此重叠的区域最小化。由此，在电极组件的端部防止翘起现象，电极组件能够紧凑地封装于电池罐内。而且，由于电池的特性，在电极组件的端部防止翘起现象，从而能够防止电极极耳部与电极端子部的电连接的不良，由此降低电阻，能够维持高能量密度。
上述电极极耳部可以是上述电极组件的第一电极极耳部或者正极极耳部，即第一电极无涂层部或者正极无涂层部。上述电极端子部可以是第一电极端子部或者正极端子部。
根据本实用新型的一实施方式，在上述绝缘带中，覆盖上述电极组件的端部的整体面积中上述绝缘带彼此重叠的面积在10％以下。
在上述绝缘带中，覆盖上述电极组件的端部的整体面积中上述绝缘带彼此重叠的面积可以在9％以下、8％以下、或者7％以下，更加优选地，上述绝缘带在覆盖上述电极组件的端部的区域中上述绝缘带可以彼此不重叠。
图1a是示出在电极组件的端部粘贴了不具有切除图案的绝缘带的情况的示意图，图1b是示出在电极组件的端部粘贴了具有切除图案的绝缘带的情况的示意图。对比图1a和图1b，在图1a中，观察到绝缘带重叠的部分(以圆表示)，但是，在图1b中没有出现绝缘带的重叠。
图2a是示出在电极组件的侧面粘贴了不具有切除图案的绝缘带的情况的示意图，图2b是示出在电极组件的侧面粘贴了具有切除图案的绝缘带的情况的示意图。对比图2a和图2b，在图2a中观察到因绝缘带重叠的部分出现的高低差异(以圆表示)，但是在图2b中没有出现绝缘带的重叠导致的高低差异。
根据本实用新型的一实施方式，上述绝缘带具有两个以上的切除图案，设在相邻的两个切除图案之间的标志形状可以是梯形、四边形、平行四边形、三角形以及半圆形中的至少一个。
上述标志形状可以形成于上述绝缘带从电极组件的侧面延伸并覆盖上述电极组件的端部的区域，这些标志形状有利于避免在电极组件的端部彼此重合。上述标志形状并不限定于此，只要是能够避免在上述电极组件的端部彼此重合的方式，均可应用于本实用新型。
根据本实用新型的一实施方式，上述绝缘带的切除图案的形状是梯形、四边形、平行四边形、三角形以及半圆形中的至少一个。
上述切除图案的形状并不限定于此，只要是能够避免上述绝缘带在上述电极组件的端部彼此重合的方式，均可应用于本实用新型。
图4a和图4b是示出根据本实用新型一实施例的绝缘带的切除图案形状以及粘贴绝缘带之后的状态的图。
作为一例，示出了上述切除图案形状130是梯形，上述标志形状140是三角形，设在上述电极组件端部的绝缘带的形状是三角形的例子(图4a)。作为另一例，示出了上述切除图案130形状是梯形，上述标志形状140是梯形，设在上述电极组件端部的绝缘带120的形状是梯形的例子(图4b)。
根据本实用新型的一实施方式，上述第一电极以及上述第二电极中的至少一个包括集电体以及设在上述集电体上的电极活性物质层，上述集电体包括未设置上述电极活性物质层的无涂层部，在上述电极组件侧面露出上述无涂层部的至少一部分，上述绝缘带设为覆盖上述电极组件侧面的无涂层部。
设在上述电极组件侧面的无涂层部的至少一部分以其本身可用作电极极耳。
上述绝缘带设为覆盖无涂层部，从而能够防止与电池罐电接触。通过上述绝缘带的切除图案，在电极组件的端部防止翘起现象，从而能够防止电极极耳部与电极端子部的电连接不良。
根据本实用新型的一实施方式，上述绝缘带设为对在上述电极组件端部露出的上述第一电极或者上述第二电极的5％至60％进行覆盖。
根据本实用新型的一实施方式，在上述电极组件端部露出上述无涂层部的至少一部分，上述绝缘带设为覆盖上述电极组件端部的无涂层部的5％至60％。
在上述电极组件端部可以露出上述第一电极或者上述第二电极，具体地，可以露出上述第一电极或者上述第二电极中未设置电极活性物质层的上述无涂层部的至少一部分。
设在上述电极组件端部的无涂层部的至少一部分以其本身可用作电极极耳，如后面说明，还可以包括设在上述电极组件端部侧的集电板而电连接。
因此在上述电极组件端部可以露出上述第一电极或者上述第二电极的上述无涂层部以及/或者与其连接的集电板的至少一部分。
上述绝缘带设为覆盖上述电极组件端部的上述第一电极或者上述第二电极或者覆盖上述无涂层部的5％至60％可以表示覆盖从上述电极组件端部的外周面露出的上述第一电极或者上述第二电极或者上述无涂层部的5％至60％。
上述绝缘带可以设为覆盖上述电极组件端部的上述第一电极或者上述第二电极或者上述无涂层部的5％以上、10％以上、15％以上、20％以上或者25％以上。
上述绝缘带可以设为覆盖上述电极组件端部的上述第一电极或者上述第二电极或者上述无涂层部的60％以下、55％以下、50％以下、45％以下、40％以下或者35％以下。
上述绝缘带设为覆盖上述电极组件端部的上述第一电极或者上述第二电极、上述第一电极或者上述第二电极的无涂层部以及/或者与其连接的集电板的5％至60％，从而能够防止与电池罐电接触。通过上述绝缘带的切除图案，在电极组件端部防止翘起现象，从而能够防止电极极耳部与电极端子部的电连接不良。
根据本实用新型的一实施方式，上述绝缘带的厚度是10μm至100μm。
上述绝缘带的厚度可以在10μm以上、13μm以上、15μm以上或者17μm以上。上述绝缘带的厚度可以在100μm以下、90μm以下、80μm以下、70μm以下、60μm以下、50μm以下、40μm以下或者30μm以下。
在满足上述范围的情况下，上述绝缘带覆盖无涂层部，从而能够防止与电池罐的电接触，在电极组件端部防止翘起现象，能够防止电极极耳部与电极端子部的电连接不良。
根据本实用新型的一实施方式，上述绝缘带包括面料以及黏合层，上述面料的厚度是3μm至25μm，上述黏合层的厚度是2μm至20μm。
上述绝缘带可以包括面料以及黏合层，包括上述面料以及黏合层的上述绝缘带的厚度可以在15μm以上、20μm以上、25μm以上或者30μm以上。包括上述面料以及黏合层的上述绝缘带的厚度可以在90μm以下、80μm以下、70μm以下或者60μm以下。
上述绝缘带的面料的厚度可以在5μm以上、7μm以上、9μm以上或者11μm以上。上述绝缘带的面料的厚度可以在23μm以下、21μm以下、19μm以下或者17μm以下。
上述绝缘带的黏合层的厚度可以在4μm以上、6μm以上、8μm以上或者10μm以上。上述绝缘带的黏合层的厚度可以在18μm以下、16μm以下、14μm以下或者12μm以下。
在满足上述范围的情况下，在上述电极组件端部，具有上述切除图案的上述绝缘带可以更加容易粘贴，具体地，上述绝缘带的面料的厚度越薄越有利，上述绝缘带的黏合层的厚度越厚越容易粘贴于上述电极组件端部。
尤其是，上述绝缘带的上述面料的厚度可以比以前减少约50％，上述黏合层的厚度可以增加约150％。在上述范围内，上述绝缘带与以前相比，上述绝缘带的面料厚度较薄，上述绝缘带的黏合层厚度较厚，所以有利于粘贴在上述电极组件端部。
根据本实用新型的一实施方式，上述绝缘带包括选自由聚酰亚胺(polyimide)、聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene Terephthalate)以及聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene Terephthalate)构成的组的一个以上。除此之外，对于上述绝缘带的材料不加以特别限定，只要是不会因电解液而引起溶解或者膨胀或者副反应的绝缘材料即可。
根据本实用新型的一实施方式，还包括设在上述电极组件端部侧的集电板，在上述绝缘带覆盖上述电极组件端部的区域，上述集电板位于上述绝缘带与上述电极组件之间或者上述集电板可以位于上述电极组件中面对上述绝缘带的一面的相反面、即另一端部侧。
在设在上述电极组件端部侧的集电板中位于上述绝缘带与上述电极组件之间的集电板可以是第一集电板，位于上述电极组件中面对上述绝缘带的一面的相反面、即另一端部的集电板可以是第二集电板。
具体地，上述第一集电板与上述无涂层部电连接，在相反面还可以与电极端子电连接。这时，通过具备有切除图案的绝缘带，在上述电极组件端部防止翘起现象，从而容易实现电极端子部的电连接，能够防止出现焊接不良。
根据本实用新型的一实施方式，还可以包括绝缘部件，以覆盖上述电极组件的端部或者上述电极组件端部的至少一部分和上述电极组件侧面的至少一部分的方式设在上述电极组件端部侧。
上述绝缘部件可以是绝缘体，上述绝缘体阻挡凝胶卷电极极耳部与电池罐的电接触，从而能够防止电极短路。
在粘贴了具有上述切除图案的绝缘带的情况下，将在电极组件端部绝缘带重叠的区域最小化，从而能够缩小与上述绝缘部件的间隔，能够防止上述电极极耳部与上述电极端子部的电连接不良。
图3a是示出在粘贴了不具有切除图案的绝缘带的情况下，在电极组件上表面设置额外的绝缘部件时是否发生翘起现象的示意图，图3b是示出粘贴了具有切除图案的绝缘带的情况下、在电极组件上表面设置额外的绝缘部件时是否发生翘起现象的示意图。
粘贴了不具有切除图案的绝缘带时的绝缘部件的翘起现象比粘贴了具有切除图案的绝缘带时更严重。
图7a是示出作为根据本实用新型一实施例的二次电池的简要构成的纵截面图、包括
Figure BDA0003952604690000101
字形绝缘部件的图，图7b是示出作为根据本实用新型一实施例的二次电池的简要构成的纵截面图、包括一字形绝缘部件的图。
参照图7a时，根据一实施方式，上述绝缘部件60可以设为覆盖上述电极组件端部的至少一部分和上述电极组件侧面的至少一部分，上述绝缘部件60例如可以是
Figure BDA0003952604690000102
字形绝缘部件。
参照图7b时，根据另一实施方式，上述绝缘部件60可以以覆盖上述电极组件端部的至少一部分的方式设在电极组件的端部侧，上述绝缘部件60例如可以是一字形绝缘部件。
在包括上述绝缘部件60的情况下，当粘贴具有上述切除图案的绝缘带100时，将在电极组件的端部绝缘带重叠的区域最小化，从而能够缩小与上述绝缘部件60的间隔，防止上述电极极耳部和上述电极端子部的翘起现象，能够防止电连接不良。
本实用新型的又一个实施方式提供绝缘带，用于以覆盖电极组件侧面中的至少一部分以及电极组件端部的至少一部分的方式粘贴，其中，上述电极组件具有层叠并卷取第一电极、分离膜以及第二电极的结构，上述绝缘带在至少一个边缘部具有至少一个切除图案。
根据本实用新型的又一个实施方式，上述绝缘带具有两个以上的切除图案，设在相邻的两个切除图案之间的标志形状是梯形、四边形、平行四边形、三角形以及半圆形中的至少一个，上述绝缘带的切除图案的形状是梯形、四边形、平行四边形、三角形以及半圆形中的至少一个。
其中，关于绝缘带的形状、厚度、材料以及切除图案的结构等，可以适用关于上述凝胶卷记载的说明。
本实用新型的又一个实施方式提供二次电池，其包括：根据上述实施方式的凝胶卷；收纳上述凝胶卷并且在一侧具有开放部的电池罐；通过形成于上述电池罐的底部的贯通孔铆接的电极端子；设在上述电极端子与上述贯通孔的外径之间的垫片；以及密封上述电池罐的开放部的密封件。
根据本实用新型的又一个实施方式，上述第一电极与上述电极端子电连接，上述第二电极与上述电池罐电连接，上述密封件可以与上述电池罐实现绝缘。
其中，关于包括在二次电池中的凝胶卷所包含的绝缘带的形状、厚度、材料以及切除图案的结构等，可以适用关于上述凝胶卷记载的说明。
根据一实施方式，上述第一电极可以是正极，上述第二电极可以是负极。
图5是示出根据本实用新型一实施例的二次电池的简要构成的图，图6是图5的二次电池的纵截面图，图8是包括在图5的二次电池中的电极组件的简要构成的图。
参照图5、图6以及图8，上述根据本实用新型一实施例的二次电池1可以包括电极组件10、电池罐20、密封件30以及电极端子40。上述凝胶卷可以包括上述电极组件10。除了上述构成元素之外，上述二次电池1还可以进一步包括第一集电板50以及/或者绝缘部件60以及/或者垫片70以及/或者第二集电板80以及/或者封闭垫片90。
参照图5、图6以及图8，上述电极组件10包括作为正极的第一电极11、作为负极的第二电极12、夹在第一电极11与第二电极12之间的分离膜13。上述第一电极11以及上述第二电极12可以具有薄片形状。上述电极组件10可以具有例如凝胶卷(jellyroll)形状。即，上述电极组件10可以通过以卷取中心C为基准卷取将依次层叠至少一次的第一电极11、分离膜13、第二电极12、分离膜13形成的层叠体从而制造。在这种情况下，上述电极组件10的外周面上可以具备额外的分离膜13，用于实现与电池罐20的绝缘。
上述第一电极11以及上述第二电极12可以在长边端部包括未涂覆活性物质层的无涂层部11a、12a。上述第一电极11以及上述第二电极12可以在除了上述无涂层部11a、12a之外的区域包括涂覆有活性物质层的有涂层部11b、12b。
具体地，上述第一电极11包括第一电极集电体以及涂覆在第一电极集电体的一面或者两面上的第一电极活性物质。将在第一电极集电体上涂覆有第一电极活性物质的区域称为设在第一电极11的有涂层部11b。上述第一电极集电体的宽度方向(与Z轴并列的方向)的一侧端部可以存在未涂覆第一电极活性物质的无涂层部11a。上述无涂层部11a的至少一部分以其本身用作电极极耳。即，上述无涂层部11a发挥设在第一电极11的无涂层部11a的功能。设在上述第一电极11的无涂层部11a设在收容于电池罐20内的电极组件10的高度方向(与Z轴并列的方向)的上部。设在上述第一电极11的无涂层部11a以及有涂层部11b的边界还可以进一步设置有绝缘层。上述绝缘层具有即使分离膜收缩也能够防止电极短路的效果。
上述第二电极12包括第二电极集电体以及涂覆在第二电极集电体的一面或者两面上的第二电极活性物质。将在第二电极集电体上涂覆有第二电极活性物质的区域称为设在第二电极12的有涂层部12b。上述第二电极集电体的宽度方向(与Z轴并列的方向)的另一侧端部可以存在未涂覆第二电极活性物质的无涂层部12a。上述无涂层部12a的至少一部分以其本身用作电极极耳。即，上述无涂层部12a发挥设在第二电极12的无涂层部12a的功能。设在上述第二电极12的无涂层部12a设在收容于电池罐20内的电极组件10的高度方向(与Z轴并列的方向)的下部。
设在上述第一电极11的无涂层部11a和设在上述第二电极12的无涂层部12a可以是朝彼此相反的方向突出的方式。例如，参照图8，设在第一电极11的无涂层部11a可以朝电极组件10的高度方向(与Z轴并列的方向)的上部突出，设在第二电极12的无涂层部12a可以朝电极组件10的高度方向(与Z轴并列的方向)的下部突出。由此，设在上述第一电极的无涂层部11a以及设在第二电极的无涂层部12a可以是沿电极组件10的宽度方向、即二次电池1的高度方向(与Z轴并列的方向)朝彼此相反的方向延伸并突出的方式。
根据一实施方式，上述第一电极可以是正极，上述第二电极可以是负极。
在本实用新型中，涂覆于正极板的正极活性物质和涂覆于负极板的负极活性物质可以使用在本领域公知的活性物质，不受任何限制。
作为上述正极活性物质的非限制性例子可以使用以前可用于电化学元件的正极的通常的正极活性物质，尤其是可以使用锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂铁氧化物或者组合它们的锂复合氧化物。
在一例中，正极活性物质可以包括以一般化学式A[AxMy]O2+z表示的碱性金属化合物(A包括Li、Na以及K中的至少一个以上的元素；M包括选自Ni、Co、Mn、Ca、Mg、Al、Ti、Si、Fe、Mo、V、Zr、Zn、Cu、Al、Mo、Sc、Zr、Ru以及Cr的至少一个以上的元素；x≥0，1≤x+y≤2，-0.1≤z≤2；包含在x、y、z以及M中的成分的化学计量系数以使得化合物维持电气中性的方式选择)。
在另一例中，正极活性物质可以是US6,677,082、US6,680,143等中公开的碱性金属化合物xLiM1O2-(1-x)Li2M2O3(M1包括具有平均氧化状态3的至少一个以上的元素；M2包括具有平均氧化状态4的至少一个以上的元素；0≤x≤1)。
在又一例中，正极活性物质可以是以一般化学式LiaM1 xFe1-xM2yP1-yM3zO4-z(M1包括选自Ti、Si、Mn、Co、Fe、V、Cr、Mo、Ni、Nd、Al、Mg以及Al的至少一个以上的元素；M2包括选自Ti、Si、Mn、Co、Fe、V、Cr、Mo、Ni、Nd、Al、Mg、Al、As、Sb、Si、Ge、V以及S的至少一个以上的元素；M3包括选择性地包括F的卤族元素；0<a≤2，0≤x≤1，0≤y<1，0≤z<1；包含在a、x、y、z、M1、M2以及M3中的成分的化学计量系数以使得化合物维持电气中性的方式选择)或者Li3M2(PO4)3[M包括选自Ti、Si、Mn、Fe、Co、V、Cr、Mo、Ni、Al、Mg以及Al的至少一个元素]表示的锂金属磷酸盐。
优选地，正极活性物质可以包括一次粒子以及/或者一次粒子凝集的二次粒子。
作为负极活性物质的非限制性例子可以使用以前可用于电化学元件的负极的通常的负极活性物质，尤其是可以使用锂金属或者锂合金、碳、石油焦(petroleum coke)、活性炭(activated carbon)、石墨(graphite)或者其它碳类等锂吸附物质等。
在一例中，负极活性物质可以使用碳材料、锂金属或者锂金属化合物、硅或者硅化合物、锡或者锡化合物等。电位小于2V的TiO2、SnO2等金属氧化物也可以作为负极活性物质使用。作为碳材料可以使用低结晶碳、高结晶碳等。
分离膜可以使用多孔性高分子薄膜，例如可以单独使用以乙烯单体聚合物、丙烯单体聚合物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物等聚烯烃系高分子制造的多孔性高分子薄膜，或者将它们层叠使用。作为另一例，分离膜可以使用通常的多孔性无纺布，例如高熔点的玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维等构成的无纺布。
分离膜的至少一侧表面可以包括无机物颗粒的涂层。并且，还可以是分离膜本身以无机物颗粒的涂层构成。构成涂层的颗粒可以具有与粘合剂结合的结构，以使相邻的颗粒之间存在粒间体积(interstitial volume)。
无机物颗粒可以由介电常数在5以上的无机物构成。作为非限制性例子，上述无机物颗粒可以包括选自由Pb(Zr、Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT)、PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、BaTiO3、hafnia(HfO2)、SrTiO3、TiO2、Al2O3、ZrO2、SnO2、CeO2、MgO、CaO、ZnO以及Y2O3构成的组的至少一个以上的物质。
电解质可以是具有A+B-等结构的盐。其中，A+包括Li+、Na+、K+等碱性金属阳离子或由它们的组合构成的离子。另外，B-包括选自由F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、AlO4 -、AlCl4 -、PF6 -、SbF6 -、AsF6 -、BF2C2O4 -、BC4O8 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3 -、C4F9SO3、CF3CF2SO3 -、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、(SF5)3C-、(CF3SO2)3C-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2、SCN-以及(CF3CF2SO2)2N-构成的组的任意一个以上的阴离子。
电解质还可以溶解于有机溶剂中使用。作为有机溶剂可以使用碳酸丙烯酯(propylene carbonate，PC)、碳酸乙烯酯(ethylenecarbonate，EC)、碳酸二乙酯(diethylcarbonate，DEC)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC)、碳酸二丙酯(dipropylcarbonate，DPC)、二甲亚砜(dimethyl sulfoxide)、乙腈(acetonitrile)、乙二醇二甲醚(dimethoxyethane)、二乙氧基乙烷(diethoxyethane)、四氢呋喃(tetrahydrofuran)、N-甲基吡咯烷酮(Nmethyl2pyrrolidone，NMP)、乙基甲基碳酸酯(ethyl methyl carbonate，EMC)、γ-丁内酯(γbutyrolactone)或者它们的混合物。
按照图5以及图6，上述电池罐20是下端形成有开放部的大致圆筒形的收容体，以例如金属等具有导电性的材质构成。上述电池罐20的材质例如可以是铝。将设有开放部的上述电池罐20的底面部称为开放端(opened end)。上述电池罐20的侧面(外周面)和上表面可以一体形成。上述电池罐20的上表面(与X-Y平面并列的面)具有大致平坦(flat)的形状。将位于上述开放端的相反侧的上表面称为封闭端(closed end)。上述电池罐20通过形成在下方的开放部收纳电极组件10，并且一同收容电解质。
上述电池罐20与电极组件10电连接。上述电池罐20可以与上述第一电极11以及上述第二电极12中的一个电连接。例如上述电池罐可以与电极组件10的第二电极12电连接。在这种情况下，上述电池罐20可以具有与第二电极12相同的极性。
参照图6，上述电池罐20可以具备形成于其下端的卷边部21以及压接部22。上述卷边部21位于电极组件10的下部。上述卷边部21通过将电池罐20的外周面边线压入而形成。上述卷边部21用于避免有可能具有与电池罐20的宽度大致对应尺寸的电极组件10通过形成于电池罐20下端的开放部脱落，可以发挥放置密封件30的支承部的功能。
上述压接部22形成在卷边部21的下部。上述压接部22具有以包裹配置于卷边部21下方的密封件30的外周面以及密封件30的下表面的一部分的方式延伸并弯折的形状。
需要说明的是，本实用新型不排除电池罐20不具备这样的卷边部21以及/或者压接部22的情况。即，在本实用新型中，在电池罐20不具备卷边部21以及/或者压接部22的情况下，电极组件10的固定以及/或者电池罐20的密封可以通过额外采用例如针对电极组件10发挥限位器功能的部件等实现。并且，如果本实用新型的二次电池1包括密封件30时，电极组件10的固定以及/或者电池罐20的密封可以通过额外采用例如可放置密封件30的结构体以及/或者电池罐20与密封件30之间的焊接等实现。即，上述密封件可以对上述电池罐的开放端进行密封。
参照图6，为了确保刚性，上述密封件30例如可以以金属材质构成。上述密封件30可以覆盖形成于电池罐20下端的开放端。即，上述密封件30构成二次电池1的下表面。
在本实用新型的二次电池1中，上述密封件30即使在具有导电性的金属材质的情况下也不具有极性。不具有极性可以表示上述密封件30与电池罐20以及电极端子40电气绝缘。
因此，上述密封件30不会发挥电极端子40、即正极端子或者负极端子的功能。因此，上述密封件30无需与电极组件10以及电池罐20电连接，其材质也不是一定是导电性金属。
在本实用新型的电池罐20具备卷边部21的情况下，上述密封件30可以放在形成于电池罐20的卷边部21上。并且，在本实用新型的电池罐20具备压接部22的情况下，上述密封件30可以通过压接部22实现固定。为了确保电池罐20的气密性，上述密封件30与电池罐20的压接部22之间可以夹着封闭垫片90。另一方面，如上述说明，本实用新型的电池罐20还可以不具备卷边部21以及/或者压接部22，在这种情况下，为了确保电池罐20的气密性，上述封闭垫片90可以夹在设在电池罐20开放部侧的固定用结构体与密封件30之间。
参照图5以及图6，上述电极端子40可以与上述第一电极11以及上述第二电极12中的另一个电连接。即，上述电极端子40可以具有与上述电池罐20相反的极性。例如，上述电极端子40可以与电极组件10的第一电极11电连接。另外，上述电极端子40的表面可以暴露在外部。
上述电极端子40可以由具有导电性的金属材质构成。上述电极端子40例如可以贯通形成于电池罐20上端的封闭端的大致中心部。上述电极端子40的一部分可以向电池罐20的上部露出，剩余部分可以位于电池罐20内部。上述电极端子40例如可以通过铆接(riveting)固定于电池罐20的封闭端的内侧面上。上述电极端子40可以贯通绝缘部件60后与设在第一集电板50或者第一电极11的无涂层部11a结合。在这种情况下，上述电极端子40可以具有第一极性。
因此，上述电极端子40在本实用新型的二次电池1中可以发挥第一电极端子的功能。在上述电极端子40这样具有第一极性的情况下，电极端子40与具有第二极性的电池罐20电气绝缘。上述电极端子40与电池罐20之间的电气绝缘可以通过各种方式实现。
作为一例，通过设置成绝缘带覆盖设在上述第一集电板50或者第一电极11的无涂层部11a的至少一部分，从而能够防止与上述电池罐的电接触。通过上述绝缘带的切除图案，在上述电极组件端部防止翘起现象，从而能够发防止设在上述第一集电板50或者第一电极11的上述无涂层部11a与上述电极端子40的电连接不良。
如上所述，解决了电极组件端部中的翘起问题，以上述无涂层部形成包括在电极组件中的电极的极耳结构，从而能够使得施加于电池的电流增加。由此，可以加大电池尺寸，可以实现高能量密度，降低费用。
作为另一例，可以通过在上述电极端子40与电池罐20之间夹着如后述的垫片70，从而实现绝缘。与此不同地，可以在上述电极端子40的局部形成绝缘涂层，从而实现绝缘。或者，还可以采用结构上牢固地固定电极端子40以使上述电极端子40与电池罐20无法接触的方式。或者还可以同时采用上述说明的多种方式。
参照图6，上述第一集电板50可以结合于电极组件10的上部。例如，上述第一集电板50可以在上述电极组件10的上部结合于设在第一电极11的无涂层部11a。上述第一集电板50可以以具有导电性的金属材质构成。虽然未图示，上述第一集电板50可以具备在其下表面放射状形成的多个凹凸。
在形成有上述凹凸的情况下，可以按压第一集电板50从而将凹凸压入设在第一电极11的无涂层部11a。
根据本实用新型另一实施例的二次电池1，还可以不包括第一集电板50。在这种情况下，设在第一电极11的无涂层部11a可以直接与电极端子40电连接。
参照图6，上述第一集电板50可以结合于设在第一电极11的无涂层部11a的端部。设在上述第一电极11的无涂层部11a与第一集电板50之间的结合例如可以通过激光焊接实现。上述激光焊接可以以熔化第一集电板50母材的一部分的方式进行，还可以在第一集电板50与无涂层部11a之间夹着用于焊接的焊料的状态下进行。在这种情况下，优选地，上述焊料具有比第一集电板50以及无涂层部11a更低的熔点。另一方面，除了激光焊接之外，可以采用电阻焊接、超声波焊接等，但是焊接方法并不限定于此。
图9是示出根据本实用新型另一实施例的电极组件的简要构成的图。
参照图9，上述第一集电板50还可以结合于设在第一电极11的无涂层部11a端部沿与第一集电板50并列的方向弯折形成的结合面上。上述无涂层部11a的弯折方向可以是例如朝向电极组件10的卷取中心C的方向。在上述无涂层部11a具有这样弯折的形状的情况下，缩小无涂层部11a所占据的空间，从而能够实现能量密度的提高。并且，由于上述无涂层部11a与第一集电板50之间的结合面积的增加，可以实现提高结合力、减少电阻的效果。
参照图6以及图7a、图7b，上述绝缘部件60可以设在电极组件10的上端与电池罐20的内侧面之间、结合于电极组件10上部的第一集电板50与电池罐20的内侧面之间或者设在电极组件10上部的绝缘带100与电池罐20的内侧面之间。上述绝缘部件60防止设在第一电极11的无涂层部11a与电池罐20之间的接触、第一集电板50与电池罐20之间的接触以及/或者绝缘带100与电池罐20的接触。即，上述绝缘部件60构成为收容于上述电池罐20内部，并且阻断设在上述第一电极11的无涂层部11a与上述电池罐20之间的电连接。因此，上述绝缘部件60可以以具有绝缘性能的材质构成。例如，上述绝缘部件60可以包括聚合物材质。上述绝缘部件60可以包括
Figure BDA0003952604690000171
字形绝缘部件或者一字形绝缘部件。
参照图5以及图6，上述垫片70夹在电池罐20与电极端子40之间，用于防止具有相反极性的电池罐20与电极端子40彼此接触。即，上述垫片70阻断电池罐20与端子40的电连接。由此，具有大致平坦形状的电池罐20的上表面可以发挥二次电池1的第二电极12端子的功能。
参照图6以及图7a、图7b，上述第二集电板80可以结合于电极组件10的下部。上述第二集电板80可以由具有导电性的金属材质构成。上述第二集电板80可以与设在第二电极12的无涂层部12a连接。并且，上述第二集电板80可以与电池罐20电连接。如图6示出，上述第二集电板80可以夹在电池罐20的内侧面与封闭垫片90之间实现固定。与此不同地，上述第二集电板80还可以焊接于电池罐20的内壁面。
虽然附图中未示出，上述第二集电板80可以具备在其一面上放射状形成的多个凹凸。在形成有上述凹凸的情况下，可以按压第二集电板80从而将凹凸压入设在第二电极12的无涂层部12a。
参照图6以及8，上述第二集电板80可以结合于设在第二电极12的无涂层部12a端部。设在上述第二电极12的无涂层部12a与第二集电板80之间的结合例如可以通过激光焊接实现。上述激光焊接可以以熔化第二集电板80母材的一部分的方式进行，还可以在第二集电板80与无涂层部12a之间夹着用于焊接的焊料的状态下进行。在这种情况下，优选地，上述焊料具有比第二集电板80以及无涂层部12a更低的熔点。另一方面，除了激光焊接之外，可以采用电阻焊接、超声波焊接等，但是焊接方法并不限定于此。
虽然附图中未示出，上述第二集电板80还可以结合于设在第二电极12的无涂层部12a端部沿与第二集电板80并列的方向弯折形成的结合面上。设在上述第二电极12的无涂层部12a的弯折方向可以是例如朝向电极组件10的卷取中心C的方向。在设在上述第二电极12的无涂层部12a具有这样弯折的形状的情况下，缩小无涂层部12a所占据的空间，从而能够实现能量密度的提高。并且，由于上述无涂层部12a与第二集电板80之间的结合面积的增加，可以实现提高结合力、减少电阻的效果。
根据图9的实施例的电极组件10与上述图8的实施例的电极组件10相似，所以对于与上述实施例实质上相同或者相似的构成省略重复说明，下面主要说明与上述实施例的区别。
参照图9，根据本实用新型另一实施例的电极组件10可以具有无涂层部11a、12a的至少一部分朝芯体侧弯折的结构。例如，参照图9，上述无涂层部11a、12a的至少一部分区间可以分割为多个分切片。其中，上述多个分切片可以具有朝芯体侧弯折的同时重叠多层的结构。例如多个分切片可以是利用激光切除的。分切片可以通过超声波剪裁或者冲裁等公知的金属箔剪裁工序形成。
根据一实施方式，在电极组件端部露出的第一电极或者第二电极11、12、或者上述电极的无涂层部11a、12a的面积可以是从上述电极组件端部的整体面积减去卷芯部的面积的值。
为了在弯折加工无涂层部11a、12a时防止活性物质层以及/或者绝缘层受损，优选地，在分切片之间的切断线下端与活性物质层之间留有预定的缝隙。这是因为在弯折无涂层部11a、12a时应力集中于切断线下端附近。优选地，缝隙为0.2至4mm。如果缝隙调节在对应的数值范围，则能够防止切断线下端附近的活性物质层因在弯折加工无涂层部11a、12a时产生的应力而受损。并且，缝隙能够防止在切除或者剪裁分切片时活性物质层因公差而受损。
上述无涂层部11a、12a的弯折方向可以是例如朝向电极组件10的卷取中心C的方向。在上述无涂层部11a、12a具有这样弯折的形状的情况下，缩小无涂层部11a、12a所占据的空间，能够实现能量密度的提高。并且，由于上述无涂层部11a、12a与集电板50、80之间的结合面积的增加，能够实现提高结合力、减少电阻的效果。因此，能够增加施加于电池的电流。由此，能够加大电池尺寸，可以实现高能量密度，减少费用。
根据本实用新型的一实施方式，上述二次电池是圆筒形二次电池。在一例中，上述二次电池可以包括收容上述凝胶卷的电池罐。上述电池罐可以是圆筒形，其尺寸可以是两个端部的圆形直径为30mm至55mm、高度为60mm至120mm。例如，圆筒形电池罐的圆形直径×高度可以是40mm×60mm、40mm×80mm或者40mm×90mm、40mm×120mm。上述二次电池可以是电池单元。
优选地，圆筒形电池单元可以是例如形状系数的比值(圆筒形电池单元的直径除以高度的值，即定义为直径Φ相对于高度H的比值)大约大于0.4的圆筒形电池单元。
其中，形状系数是指表示圆筒形电池单元的直径以及高度的值。根据本实用新型一实施例的圆筒形电池单元可以是例如46110电池单元、48750电池单元、48110电池单元、48800电池单元、46800电池单元、46900电池单元。在形状系数示出的数值中，前面的两个数字表示电池单元的直径，其后面的两个数字表示电池单元的高度，最后的数字0表示电池单元的截面为圆形。
根据本实用新型一实施例的电池单元是大致圆柱形形状的电池单元，可以是直径约为46mm，其高度约为110mm，形状系数的比值约为0.418的圆筒形电池单元。
根据另一实施例的电池单元是大致圆柱形形状的电池单元，可以是直径约为48mm，其高度约为75mm，形状系数的比值约为0.640的圆筒形电池单元。
根据又一实施例的电池单元是大致圆柱形形状的电池单元，可以是直径约为48mm，其高度约为110mm，形状系数的比值约为0.418的圆筒形电池单元。
根据又一实施例的电池单元是大致圆柱形形状的电池单元，可以是直径约为48mm，其高度约为80mm，形状系数的比值约为0.600的圆筒形电池单元。
根据又一实施例的电池单元是大致圆柱形形状的电池单元，可以是直径约为46mm，其高度约为80mm，形状系数的比值约为0.575的圆筒形电池单元。
根据又一实施例的电池单元是大致圆柱形形状的电池单元，可以是直径约为46mm，其高度约为90mm，形状系数的比值约为0.511的圆筒形电池单元。
以前使用了形状系数的比值约为0.4以下的电池单元。即，以前使用了例如18650电池单元、21700电池单元等。18650电池单元的直径约为18mm，其高度约为65mm，形状系数的比值是0.277。21700电池单元的直径约为21mm，其高度约为70mm，形状系数的比值是0.300。
本实用新型的又一个实施方式提供包括根据上述实施方式的二次电池的电池模块以及电池组。
根据上述实施例的二次电池可用于制造上述电池组。
图15是示出包括图6的二次电池的电池组的简要构成的图。
参照图15，根据本实用新型实施例的电池组3包括电连接有二次电池1的集合体以及收容该集合体的电池组外壳2。二次电池1是根据上述实施例的电池单元。在附图中，为了便于示出，省略示出了用于实现多个圆筒形二次电池1的电连接的母线、冷却单元、外部端子等部件。
本实用新型的又一个实施方式提供包括根据上述实施方式的电池组的汽车。上述电池组3可以搭载于汽车。作为一例，汽车可以是电动汽车、混合动力汽车或者插入式混合动力汽车。汽车包括四轮汽车或者两轮汽车。
图16是示出包括图15的电池组的汽车的简要构成的图。
参照图16，根据本实用新型一实施例的汽车5包括根据本实用新型一实施例的电池组3。上述汽车5从根据本实用新型一实施例的电池组3接受电力进行操作。
以上，虽然以有限的实施例和附图说明了本实用新型，但是本实用新型并不限定这些，本实用新型所属技术领域的技术人员应该可以在本实用新型的技术思想和与权利要求范围等同范围内可以得到各种修改以及变形。
实施例
实施例1.
(1)凝胶卷的制造
依次层叠负极(负极集电体：Cu箔，负极活性物质：人造石墨以及天然石墨分别50重量部)、片状聚乙烯分离膜、正极(正极集电体：Al箔，活性物质：LiCoO2)以及上述聚乙烯分离膜后卷取，从而制造出电极组件。垂直于上述电极组件卷取轴的端部的直径为45mm。
以覆盖上述电极组件的侧面以及在上述电极组件端部露出的正极无涂层部的方式粘贴了具有切除图案的聚酰亚胺原材料的绝缘带(切除图案形状：梯形，标志形状：三角形)。具有上述切除图案的绝缘带包括覆盖上述电极组件侧面的部分以及覆盖端部的部分，使用了长度分别为7mm，厚度为17.5μm(面料：12.5μm，黏合层：5μm)的绝缘带。
在覆盖电极组件端部的区域，上述绝缘带之间彼此未重叠。按照后述的实验例1计算出绝缘带覆盖电极组件端部的面积，上述绝缘带覆盖了上述电极组件端部的正极无涂层部的约26.7％。
以覆盖上述电极组件端部以及侧面的一部分的绝缘部件(
Figure BDA0003952604690000211
字形绝缘部件)包括在粘贴有上述绝缘带的电极组件端部侧的方式制造了凝胶卷。
(2)二次电池的制造
将制造的凝胶卷插入在一侧具有开放部的电池罐(直径：45mm至47mm，材质：钢材)，之后按照30:70的容积比率混合了碳酸乙烯酯(EC)：乙基甲基碳酸酯(EMC)，注入LiPF6溶解为1.0M的电解液，利用密封件密封圆筒形电池罐，从而制造出二次电池。
通过形成于上述电池罐底部的贯通孔铆接电极端子，在上述电极端子与上述贯通孔的外径之间设置垫片，从而制造出电极端子的铆接结构，制造成在包括该结构的二次电池中上述凝胶卷的负极与电池罐电连接，正极与电极端子电连接，密封件与电池罐实现绝缘。
实施例2.
除了粘贴了具有切除图案且厚度为22.5μm(面料：12.5μm，黏合层：10μm)的绝缘带之外，其它与实施例1相同的方法制造出凝胶卷以及二次电池。
对比例1.
除了以覆盖电极组件的侧面以及上述电极组件端部的至少一部分的方式粘贴了不具有切除图案且厚度为30μm(面料：25μm，黏合层：5μm)的绝缘带之外，其它与实施例1相同的方法制造出凝胶卷以及二次电池。
对比例2.
除了粘贴了不具有切除图案且厚度为17.5μm(面料：12.5μm，黏合层：5μm)的绝缘带之外，其它与对比例1相同的方法制造出凝胶卷以及二次电池。
对比例3.
除了粘贴了不具有切除图案且厚度为22.5μm(面料：12.5μm，黏合层：10μm)的绝缘带之外，其它与对比例1相同的方法制造出凝胶卷以及二次电池。
实验例
实验例1.绝缘带覆盖电极组件端部的面积
图10是为了计算绝缘带覆盖电极组件端部的面积而示出电极组件的端部的图。
参照图10，如下计算出绝缘带覆盖在电极组件端部露出的第一电极或者第二电极、或者上述电极的无涂层部11a的面积。这时，如下表示垂直于电极组件卷取轴的端部的直径D、绝缘带中覆盖电极组件端部的部分的长度120d以及卷芯部的直径Cd。
-垂直于电极组件卷取轴的端部的直径：D(mm)
-绝缘带中覆盖电极组件端部的部分的长度：120d(mm)
-卷芯部的直径：Cd(mm)
①在电极组件端部露出的第一电极或者第二电极、或者无涂层部的整体面积(除卷芯部之外)
＝{(D/2)2-(Cd/2)2}*π
②绝缘带覆盖电极组件端部的部分的面积
＝{(D/2)2-(D/2-120d)2}*π*切除图案面积比例(切除图案的面积与胶带整体面积之比)20至80％
③绝缘带覆盖在电极组件端部露出的第一电极或者第二电极、或者上述电极的无涂层部的面积
＝(②/①)*100＝5至60％
如下计算出实施例1以及2的具有切除图案的绝缘带覆盖电极组件端部的面积。
-垂直于电极组件卷取轴的端部的直径：45mm
-绝缘带中覆盖电极组件端部的部分的长度：7mm
-卷芯部的直径：6mm
①在电极组件端部露出的第一电极或者第二电极、或者无涂层部的整体面积(除卷芯部之外)＝(22.52–32)*π＝1561.4
②绝缘带覆盖电极组件端部的部分的面积＝(22.52–15.52)*π*50％＝835.2*0.5＝417.6
③绝缘带覆盖在电极组件端部露出的第一电极或者第二电极、或者上述电极的无涂层部的面积＝(417.6/1561.4)*100＝26.7％
实验例2.根据绝缘带厚度的黏合力以及翘起的改善
对于绝缘带的黏合力，利用2kg橡胶辊将上述绝缘带的黏合层在SUS304基板上往返压接一次，在23℃下放置20分钟，之后利用质构仪(Texture analyzer(Stable MicroSystems公司))在上述有色聚酰亚胺以180°角度以及300mm/分钟的剥离速度测量了背板胶片。
对于凝胶卷的翘起程度以及翘起的确认，测量了绝缘带从电极组件的端部翘起的高度，将在凝胶卷的上述电极组件端部中绝缘带翘起的高度在2mm以上时记为○，在1mm至2mm时记为△，在1mm以下时记为Ⅹ，并且记载于下面的表1中。
图11示出了实施例1的翘起确认结果，图12示出了对比例1的翘起确认结果，图13示出了对比例3的翘起确认结果。关于实施例2的翘起确认结果，用肉眼观察时无法与实施例1的翘起程度进行区分，因此有可能如图11所示，关于对比例2的翘起确认结果，用肉眼观察时无法与对比例1的翘起程度进行区分，因此有可能如图12所示。
[表1]
Figure BDA0003952604690000241
参照表1以及图11至13可以得知，实施例1以及2包括根据本实用新型的具有切除图案的绝缘带，与包括不具有上述切除图案的绝缘带的对比例1至3相比，凝胶卷的上述电极组件的端部中翘起较少。因此，与对比例1至3相比，实施例1以及2在电极组件端部防止翘起现象，从而能够防止电极极耳部与电极端子部的电连接不良。
实施例1以及2在绝缘带的厚度、尤其是黏合层的厚度上存在差异，与实施例1相比，实施例2的黏合层的厚度厚两倍，所以黏合力高，可以发现电极组件端部中翘起较少。
对比例1以及2在绝缘带的厚度、尤其是面料层的厚度上存在差异，与对比例1相比，对比例2的面料厚度为1/2倍，黏合力较低，但是可以发现翘起程度得到改善。由此可以得知与面料厚度相比，使用黏合层的厚度较厚的绝缘带时可改善翘起程度。
实施例1和对比例2以及实施例2和对比例3是各绝缘带中面料以及黏合层的厚度相同只有在是否进行切除上存在差异的例子，可以发现即使绝缘带的面料以及黏合层的厚度相同，与对比例2以及3相比，进行切除的实施例1以及2的电极组件端部中的翘起得到了改善，由此能够防止电极极耳部与电极端子部的电连接不良。
因此，可以得知在上述电极组件的端部，具有上述切除图案的上述绝缘带可以更容易粘贴，具体地，上述绝缘带的面料的厚度越薄越有利，上述绝缘带的黏合层的厚度越厚越容易粘贴于上述电极组件端部。
尤其是，与对比例1相比，实施例1的绝缘带的面料的厚度减少了约50％，上述黏合层的厚度增加了约150％，即上述绝缘带的面料的厚度较薄，上述绝缘带的黏合层的厚度较厚，所以可以得知有利于在上述电极组件端部中的粘贴。
实验例3.AC电阻测量
在常温条件下利用电池测试仪(HIOKI公司的电池测试仪BT3554-51装置)测量了二次电池的AC电阻。将上述电池测试仪中的两个引线分别接触在正极端子部(铆接的电极端子)和负极端子部(电池罐)进行了测量。
二次电池的AC电阻的测量是通过交流法测量的内部电阻，向电池施加细微的交流信号，从而测量电池电阻的方法。通过测量电池电阻，能够间接确认电极极耳部与电极端子部的电连接不良。
测量了根据实施例1、2以及对比例1至3的二次电池的AC电阻十次并算出平均值，表2以及图14示出了其结果。
[表2]
区分 对比例1 对比例2 对比例3 实施例1 实施例2
1次 1.41 1.42 1.39 1.33 1.32
2次 1.36 1.42 1.39 1.34 1.35
3次 1.42 1.35 1.33 1.35 1.33
4次 1.54 1.42 1.39 1.33 1.35
5次 1.39 1.37 1.34 1.31 1.32
6次 1.46 1.36 1.34 1.33 1.32
7次 1.44 1.46 1.42 1.36 1.35
8次 1.5 1.48 1.44 1.32 1.33
9次 1.44 1.42 1.39 1.36 1.36
10次 1.41 1.38 1.35 1.35 1.34
平均 1.437 1.408 1.378 1.338 1.337
标准偏差 0.053 0.043 0.037 0.017 0.015
参照表2以及图14可以发现，实施例1是包括根据本实用新型的具有切除图案且厚度较薄的绝缘带的例子，与包括不具有上述切除图案且厚度较厚的绝缘带的对比例1相比，AC电阻值较低。
对比例1以及2在绝缘带的厚度、尤其是面料层的厚度存在差异，与对比例1相比，对比例2的面料厚度为1/2倍，黏合力较小，但是发现AC电阻得到了改善。由此可以得知使用与面料厚度相比、黏合层的厚度较厚的绝缘带时可以改善AC电阻。
并且，对比例2以及3分别包括与实施例1以及2的绝缘带的面料以及黏合层的厚度相同但是不具有切除图案的绝缘带，从而可以发现AC电阻值高于实施例1以及2。
由此可以发现通过绝缘带的切除图案，将在上述电极组件端部中绝缘带彼此重叠的区域最小化，在电极组件端部防止翘起现象，从而能够防止电极极耳部与电极端子部的电连接不良，上述绝缘带的厚度、尤其是黏合层的厚度越厚，约有利于粘贴于上述电极组件的端部。

Claims (22)

1.一种凝胶卷，其特征在于，包括：
电极组件，其具有由第一电极、分离膜以及第二电极层叠并卷取而成的结构；以及
绝缘带，其设为覆盖上述电极组件的侧面中的至少一部分和上述电极组件的端部的至少一部分，
其中，上述绝缘带具有至少一个切除图案，所述至少一个切除图案形成于覆盖上述电极组件的端部的至少一部分的区域。
2.根据权利要求1所述的凝胶卷，其特征在于，
上述绝缘带覆盖上述电极组件的端部的整体面积中上述绝缘带彼此重叠的面积在10％以下。
3.根据权利要求1所述的凝胶卷，其特征在于，
上述绝缘带在覆盖上述电极组件的端部的区域中上述绝缘带彼此不重叠。
4.根据权利要求1所述的凝胶卷，其特征在于，
上述绝缘带具有两个以上的切除图案，设在相邻的两个切除图案之间的标志形状是梯形、四边形、平行四边形、三角形以及半圆形中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的凝胶卷，其特征在于，
上述绝缘带的切除图案的形状是梯形、四边形、平行四边形、三角形以及半圆形中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的凝胶卷，其特征在于，
上述第一电极以及上述第二电极中的至少一个包括集电体以及设在上述集电体上的电极活性物质层，上述集电体包括未设置上述电极活性物质层的无涂层部，
在上述电极组件的侧面露出上述无涂层部的至少一部分，
上述绝缘带设为覆盖上述电极组件的侧面的无涂层部。
7.根据权利要求1所述的凝胶卷，其特征在于，
上述绝缘带设为对在上述电极组件的端部露出的上述第一电极或者上述第二电极的5％至60％进行覆盖。
8.根据权利要求6所述的凝胶卷，其特征在于，
在上述电极组件的端部露出上述无涂层部的至少一部分，
上述绝缘带设为覆盖上述电极组件的端部的无涂层部的5％至60％。
9.根据权利要求1所述的凝胶卷，其特征在于，
上述绝缘带的厚度为10μm至100μm。
10.根据权利要求1所述的凝胶卷，其特征在于，
上述绝缘带包括面料以及黏合层，
上述面料的厚度是3μm至25μm，上述黏合层的厚度是2μm至20μm。
11.根据权利要求1所述的凝胶卷，其特征在于，
上述绝缘带包括选自由聚酰亚胺(polyimide)、聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene Terephthalate)以及聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutyleneTerephthalate)构成的组的一个以上。
12.根据权利要求1所述的凝胶卷，其特征在于，还包括：
集电板，其设在上述电极组件的端部侧，
其中，在上述绝缘带覆盖上述电极组件的端部的区域，上述集电板位于上述绝缘带与上述电极组件之间，或者上述集电板位于上述电极组件中面对上述绝缘带的一面的相反面，该相反面为另一端部侧。
13.根据权利要求1所述的凝胶卷，其特征在于，还包括：
绝缘部件，其以覆盖上述电极组件的端部或者上述电极组件的端部的至少一部分和上述电极组件的侧面的至少一部分的方式设在上述电极组件的端部侧。
14.一种绝缘带，其用于以覆盖电极组件的侧面中的至少一部分以及电极组件的端部的至少一部分的方式粘贴，该电极组件具有由第一电极、分离膜以及第二电极层叠并卷取而成的结构，其特征在于，
在至少一个边缘部具有至少一个切除图案。
15.根据权利要求14所述的绝缘带，其特征在于，
上述绝缘带具有两个以上的切除图案，设在相邻的两个切除图案之间的标志形状是梯形、四边形、平行四边形、三角形以及半圆形中的至少一个。
16.根据权利要求14所述的绝缘带，其特征在于，
上述绝缘带的切除图案的形状是梯形、四边形、平行四边形、三角形以及半圆形中的至少一个。
17.一种二次电池，其特征在于，包括：
权利要求1至13中的任一项所述的凝胶卷；
电池罐，其收纳上述凝胶卷并且在一侧具有开放部；
电极端子，其通过形成于上述电池罐的底部的贯通孔铆接；
垫片，其设在上述电极端子与上述贯通孔的外径之间；以及
密封件，其密封上述电池罐的开放部。
18.根据权利要求17所述的二次电池，其特征在于，
上述二次电池是圆筒形。
19.根据权利要求17所述的二次电池，其特征在于，
上述第一电极与上述电极端子电连接，上述第二电极与上述电池罐电连接，上述密封件可以与上述电池罐绝缘。
20.一种电池模块，其特征在于，包括权利要求17所述的二次电池。
21.一种电池组，其特征在于，包括权利要求17所述的二次电池。
22.一种汽车，其特征在于，包括权利要求21所述的电池组。
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